DOMENIUL INGINERIE ȘI MANAGEMENT PROGRAMUL DE STUDIU INGINERIE ECONOMICĂ ÎN DOMENIUL MECANIC FORMA DE ÎNVĂȚĂMÂNT: CU FRECVENȚĂ FABRICAȚIA REPERULUI… [308000]

UNIVERSITATEA DIN ORADEA

FACULTATEA DE INGINERIE MANAGERIALĂ ȘI TEHNOLOGICĂ

DOMENIUL INGINERIE ȘI MANAGEMENT

PROGRAMUL DE STUDIU INGINERIE ECONOMICĂ ÎN DOMENIUL MECANIC

FORMA DE ÎNVĂȚĂMÂNT: CU FRECVENȚĂ

FABRICAȚIA REPERULUI “PRISMĂ” PE MAȘINI CU COMANDĂ NUMERICĂ ECHIPATE CU HEIDENHAIN iTNC 530. DETERMINAREA COSTURILOR DE FABRICAȚIE

CONDUCĂTOR ȘTIINȚIFIC:

Prof. dr. ing. POP MIRCEA TEODOR

ABSOLVENT: [anonimizat]

2017

UNIVERSITATEA DIN ORADEA

FACULTATEA DE INGINERIE MANAGERIALĂ ȘI TEHNOLOGICĂ

DEPARTAMENTUL INGINERIE ȘI MANAGEMENT

TEMA_________

Lucrare de finalizare a studiilor a student: [anonimizat]

1). Tema lucrării de finalizare a studiilor FABRICAȚIA REPERULUI “PRISMĂ” PE MAȘINI CU COMANDĂ NUMERICĂ ECHIPATE CU HEIDENHAIN iTNC 530. DETERMINAREA COSTURILOR DE FABRICAȚIE

2). Termenul pentru predarea lucrării 26.06.2017

3). Elemente inițiale pentru elaborarea lucrării de finalizare a studiilor: Programul soft și manualul iTNC 530 Heidenhain

4). Conținutul lucrării de finalizare a studiilor: [anonimizat], [anonimizat] 530 Heidenhain, Obținera programului de prelucrare pentru reperul ”prismă” prin programare de la consolă pe iTNC 530, Determinarea costurilor de fabricație pentru reperul “prismă”.

5). Material grafic: Poze, figuri, [anonimizat]

6). Locul de documentare pentru elaborarea lucrării: [anonimizat], Laboratoarele universității din Oradea.

7). Data emiterii temei: Octombrie 2016

[anonimizat],

Prof. Dr. Ing. [anonimizat]. [anonimizat]: [anonimizat] 530 în vederea fabricării reperului “Prismă” și determinarea costurilor de fabricație.

[anonimizat]. [anonimizat] o scurtă prezentare a limbajelor de programare pentru echipamente CNC.

Capitolul patru cuprinde o prezentare detaliată a echipamentului iTNC 530 Heidenhain, [anonimizat].

În capitolul cinci se va elabora programul de prelucrare pentru reperul “Prismă” prin programare de la consola pe iTNC 530.

[anonimizat], se vor determina costurile de fabricație pentru reperul “Prismă”, [anonimizat].

Capitolul 1. CONSIDERAȚII GENERALE ASUPRA PRELUCRĂRILOR PE MAȘINI UNELTE CU COMANDĂ NUMERICĂ

1.1. [anonimizat] (MU) [anonimizat], [anonimizat], apărute la mijlocul secoulului XVI.

Dezvoltarea industriei textile, a mineritului ș.a., a impus dezvoltarea accentuată a MU, fără de care primele nu ar fi putut progresa primele.

[anonimizat] 1765 Smeaton construiește prima mașină care prelucrează alezaje lungi, perfecționată în 1775 de Wilkinson. În anul 1797 apare primul strung construit de Henry Maudslay, a cărei structură de bază este folosită și azi.

Evoluția și diversificarea mașinilor-unelte se prezintă in felul următor:

1797–Strungul;

1815–Raboteza;

1820–Freza;

1838–Strungul carusel;

1845–Strung revolver;

1846–Șepingul;

1861–Strungul multiax;

1870–Strungul automat;

1876–Mașina Gleason;

1878–Mașina de rectificat;

1902- Mașina de broșat;

1922–Mașini de copiat electric;

1933–Mașini de copiat hidraulic;

1952–Mașina cu comandă numerică NC (Numerical Control);

1972–Mașini–unelte cu CNC (Computerized Numerical Control);

1980–Sistemele flexibile de prelucrare;

1986–Sisteme CIM;

Amintind despre perioada apariției mașinilor cu NC (Numerical Control) și cele cu CNC (Computerized Numerical Control), mașinile cu NC sunt de două feluri:

– cu comandă numerică care folosesc benzi perforate (fig. 1.1) pentru rularea unui program. Programul fiind pregătit pe o mașină specială care perforează benzile, iar aceste benzi sunt introduse ulterior în mașina unealtă care va executa programul în funcție de codarea benzii.

– cu comandă numerică care folosesc un control special electronic de programare, asemănător unui CNC, dar mult mai limitat, în cazul unei mașini NC, memorarea programelor nu este posibilă.

Fig.1.1 Bandă perforată folosită la mașini-unelte NC

Mașina unealtă la care programarea comenzilor se realizează prin interfața unui calculator, folosind un cod numeric convențional, comandând aceleași lanțuri cinematice, capată denumirea de mașină-unealtă cu comandă numerică (MUCN).

În cele ce urmează voi prezenta structura unei mașini unelte cu comandă numerică (fig. 1.2) :

Fig. 1.2. Structura mașinii-unelte cu comandă numerică

1. Banc de lucru fix;

2. Consola de comandă numerică;

3. Carenaj de protecție culisant;

4. Magazia de scule;

5. Mandrină pivotantă;

6. Montant mobil;

7. Dulapul conținând echipamentul electric și electronic de pilotare;

8. Mașina unealtă propriu-zisă.

Caracteristicile principale ale mașinilor unelte sunt următoarele :

– numărul de axe;

– lungimea cursei pe axele liniare;

– unghiul de înclinare pe axele rotative;

– plaja vitezelor de avans;

– domeniul de turații ale mandrinei;

– puterea motorului de acționare a mandrinei;

– purtătorul de program;

– memoria specifică înmagazinării programelor;

– modul de introducere a programelor;

– posibilitățile de adaptare pentru legătura cu o memorie externă;

– precizia obținută în urma prelucrării;

Funcțiile echipamentului de comandă numerică:

– transmiterea informațiilor;

– conversia mărimilor;

– amplificarea mărimilor;

– memorarea informațiilor;

– efectuarea de calcule;

In funcție de capacitatea calculatorului utilizat, există două tipuri de sisteme de comandă prin calculator a mașinilor-unelte :

-sisteme CNC (Computerized Numerical Control), care utilizează calculatoare de capacitate mică (minicalculatoare) pentru comanda unei singure mașini-unelte sau a mai multor mașini identice pe care se execută aceleași operații ;

-sisteme DNC (Direct Numerical Control), care utilizează calculatoare de capacitate mare pentru comanda centralizată a unui grup de mașini-unelte cu comandă numerică.

1.2. Clasificarea mașinilor unelte după gradul de automatizare și după felul operației

După felul operației:

MU de strunjit (verticală, orizontală)

MU de frezat (verticală, orizontală, carusel)

MU de rectificat (interior, exterior, plan, circular)

MU de rabotat (transversale, longitudinale)

MU de mortezat

MU de găurit și alezat (verticală și orizontală)

MU de broșat (verticale și orizontale)

După calitatea suprafeței prelucrate:

MU de degroșat

MU de finisat

MU de mare finețe

După gradul de automatizare:

Neautomate (cu comenzi manuale)

Semiautomate

Automate

După mărime:

Mașini unelte mici

MU mijloci

MU mari

MU grele (foarte mari)

Dupa tipul producției căreia îi sunt destinate:

MU universale (MU de strunjit, MU de găurit, MU de frezat, MU de rabotat, MU de mortezat, MU de rectificat etc.)

MU speciale (MU de filetate, MU de danturat, MU pentru prelucrarea arborilor cotiți etc.)

MU specializate (MU agregat etc.)

Capitolul 2. CONSTRUCȚII DE ECHIPAMENTE CU COMANDĂ NUMERICĂ SPECIFICE PRELUCRĂRILOR PRIN AȘCHIERE

Comanda numerică a unei mașini unelte este acel echipament hardware cu programul aferent care lucrează cu informații sub formă numerică.

Comanda numerică a atins treapta superioară a nivelului de control a mașinilor și utilajelor.

Controlul numeric a unei mașini-unelte sau utilaj implică elemente specifice cum ar fi tipul de acționare, modul de control numeric și limitarea mișcărilor pe axe, modul de control al vitezelor (principală și de avans), modul de selectare și utilizare a unor facilități asociate procesului de lucru (dispozitive de prindere, scule) etc.

2.1. Sisteme de axe a mașinilor unelte

Orice mașină unealtă execută mișcări în raport cu niște axe specifice fiecăreia. Stabilirea corectă a axelor este foarte importantă în cazul MUCN, deoarece programul ține cont de aceste axe. Pentru a impune o similitudine între datele de programare numerică, a fost conceput și acceptat sistemul ISO-R 841/1968, care standardizează mișcările și axele de coordonate la MUCN.

Sisteme de axe specifice mașinilor unelte cu comandă numerică (MUCN) :

sistem de axe de coordonate ale mașinii unelte când axele corespund deplasărilor sculei

sistem de axe de coordonate al piesei ce se referă la deplasările executate de elementul pe care se fixează piesa

Denumirea de axă a fost introdusă ca fiind o deplasare liniară.

Tuturor mașinilor cu comandă numerică corespund următoarele:

Axa Z – coincide cu axa arboreului principal;

Axa X – este axa principală de mișcare în planul în care se realizează poziționarea piesei față de sculă;

Axa Z – perpendiculară pe axele X și Z, formează cu acestea un triedru.

Reguli de stabilire a axelor de coordonate:

Axa Z este paralelă cu axa arborelui principal al mașinii . Astfel, la o mașină de găurit sau de frezat, arborele principal antrenează scula, în timp ce la un strung, axa Z coincide cu axa piesei. Dacă mașina nu are arbore principal, axa Z se alege perpendicular pe suprafața de așezare a piesei. Sensul pozitiv al axei Z corespunde deplasării prin care se mărește distanța dintre piesă și sculă.

Axa X este în general, orizontală și paralelă cu suprafața de așezare a piesei. Ea este axa principală de deplasare în planul în care se face poziționarea piesei față de sculă.

Axa Y se alege astfel încât să formeze împreună cu celelalte un sistem ortogonal drept, care se poate determina și cu regula mâinii drepte din fizică (fig. 2.2.).

Fig. 2.1. Sistem de axe specific unei mașini unelte

Mișcările de rotație se notează astfel (Fig. 2.1) :

A – rotație în jurul axei X

B – rotație în jurul axei Y

C – rotație în jurul axei Z

Fig. 2.2. Regula mâinii drepte

2.2. Exemple de echipamente cu comenzi numerice

La momentul actual există o concurentă foarte mare între producătorii de echipamente de comandă numerică (ECN). Mai jos voi prezenta ECN-uri de la cei mai cunoscuți producători aflați pe piața mondială:

2.2.1. Fanuc

FANUC Seria 30i/31i/32i

Seria 30i, Seria 31i și Seria 32i CNC de panouri de comandă sunt proiectate pentru mașinile cele mai complexe, de înaltă performanță, cu un număr mare de axe, mai multe căi de program și cu mașini auxiliare de mare viteză. Performanța, precizia, finisajul suprafeței și fiabilitatea sunt optimizate cu ajutorul hardware-ului de înaltă performanță și al software-ului inovator.

Proiectat pentru a fi extrem de ușor de folosit, noul iHMI de la FANUC simplifică și eficientizează exploatarea utilajelor CNC. De asemenea, oferă un nivel total de control și planificare a întreținerii, pentru un timp maxim de funcționare a utilajelor. Noul panou este plat, prezintă taste poziționate ergonomic, un hardware complet reproiectat și o interfață nou-nouță pentru utilizator.

Fig. 2.2. Panou de comandă cu interfața Fanuc iHMI

Fig. 2.3. Monitorul, respectiv intefața grafică iHMI a panoului de comandă

Prin intermediul panoului de comandă operatorul uman poate accesa și comanda mașina unealtă la care este acesta conectat prin echipamentul electric al MUCN.

Panoul de comandă este unitatea hardware care face legătura între om și mașina unealtă, ca cea din urmă să poată fi utilizată în scopurile dorite de către utilizator.

Spre exemplu în Fig. 2.4 se prezintă comanda de control a sculelor unde se pot găsi detalii despre sculele așchietoare precum starea lor dar și posibilitatea simulării unor coliziuni în vederea evitării acestora.

Fig. 2.4. Controlul sculelor (Tool manager)

2.2.2. Heidenhain

Heidenhain TNC 640

Pe lângă frezare, TNC 640 de la Heidenhain este de asemenea capabil să combine operațiile de frezare și strunjire. Este potrivit pentru frezare-strunjire, prelucrare pe 5 axe. Este deosebit de atractiv pentru următoarele domenii de aplicare:

Mașini universale de frezat

Mașini de frezat-strunjit combinate

Frezarea de mare viteză

Prelucrare în cinci axe cu cap pivotant și masă rotativă

Prelucrare pe cinci axe pe mașini foarte mari

Mașini de foraj

Centre de prelucrare și prelucrare automată

Fig. 2.5. Panou de comandă Heidenhain TNC 640

Alte modele de panouri de comandă Haidenhain sunt: TNC 620, TNC 320, TNC 530, TNC 128.

Fig. 2.6. Haidenhain TCN 128

2.2.3. Siemens

Sinumerik 804d, 828d și 840d

Fig. 2.7. Panou de comandă Sinumerik 804d

Fig. 2.8. Panou de comandă Sinumerik 840d

Capitolul 3. LIMBAJE DE PROGRAMARE PENTRU ECHIPAMENTE CNC

Programarea mașinilor-unelte cu comandă numerică reprezintă secvențe de instrucțiuni utilizate pentru a controla mașina-unealtă CNC. Această programare este în prezent foarte automatizată datorită proiectării asistată de calculator (CAD)​​.

3.1. Limbajul ISO

Codul G (denumit și RS-274), care are mai multe variante, este numele comun pentru cel mai utilizat limbaj de programare de control numeric (CNC). Acesta este utilizat în principal la fabricația asistată de calculator pentru a controla mașinile-unelte automate.

Codul G este un limbaj în care oamenii spun mașinilor – unelte informatice cum să facă ceva. "Cum" este definit prin diferite instrucțiuni cu privire la unde să se miște, cât de repede să se miște și pe ce direcție să se miște.

Codurile G sunt denumite și coduri/funcții pregătitoare. Acestea reprezintă orice cuvânt dintr-un program de CNC care începe cu litera G urmat de un număr. În general, este un cod care spune mașinii-unelte ce tip de acțiune trebuie să efectueze, cum ar fi mișcarea rapidă (duce unealta cât mai repede posibil prin spațiu la locul unde va avea loc tăierea).

Adrese litere

Cel mai des folosite adrese litere sunt G, M, X, Y, Z (fig. 3.1)

Fig. 3.1. Adrese litere

3.2. Cele mai des utilizate programe CAM (Computer Aided Manufacturing)

MasterCAM:

Fig. 3.2. Programul Mastercam

FeatureCAM:

Fig. 3.3. FeatureCAM

SolidCAM:

Fig. 3.4. SolidCAM

Alte programe CAM:

Delcam

NX Cam

Edgecam etc.

Capitolul 4. PREZENTARE iTNC 530 HEIDENHAIN

iTNC 530 HEIDENHAIN, este un software/program de comandă numerică care se poate folosi la prelucrări variate de contururi pentru centre de prelucrare, mașini de frezat și mașini de găurit. Acest program are integrat o pilotare optimizată a deplasării, timp minim de prelucrare a frazelor, cât și un model specific al controlului. Având o structură digitală integrată și control digital al acționărilor și al traductoarelor, se obține o precizie ridicată chiar și la viteze foarte mari de prelucrare, indiferent dacă se execută contururi 2D sau forme 3D.

Opțiunea DCM de supraveghere dinamica a coliziunii oferită de iTNC 530 urmărște ciclic spațiul de lucru al mașinii, făcând să fie evitate coliziunile componentelor mașinii intre ele, sau cu dispozitivele de fixare a pieselor. Reglarea adaptivă a avansului AFC face ca avansul pe conturul de prelucrat al iTNC 530 să fie stabilit în mod automat, având la bază parametrii de proces, unul dintre aceștia fiind curentul absorbit de motorul capului de frezat. Toate acestea optimizează timpul de lucru, ajută la supravegherea sculelor și protejează componentele mecanice ale mașinii.

In fig. 4.1 este prezentată consola de comandă a soft-ului iTNC 530 de la HEIDENHAIN. Aceasta poate fi delimitată în două elemente, respectiv tastatura și ecranul care conține interfața cu utilizatorul.

Fig. 4.1. Consola de comandă iTNC 530 Heidenhain

In fig. 4.2 este prezentată tastatura model TE 530 B, care este împărțită în 9 câmpuri, fiecare având propria semnificație, după cum urmează:

1. Tastatura pentru scriere text, nume fișier și programare DIN/ISO; Versiunea cu două procesoare: taste suplimentare pentru operare Windows;

2. Selectarea axelor și introducere numere;

3. Taste cu săgeți, comanda GO TO (mergi la);

4. Touchpad. Folosit numai pentru operare în varianta cu două procesoare și a convertorului DXF;

5. Taste de navigare pentru smartT.NC;

6. Deschiderea dialogurilor de programare;

7. Moduri de programare/operare;

8. Moduri de operare-mașină;

9. Administrare fișiere, calculator, funcție Help și funcție MOD.

Fig. 4.2. Tastatura TE 530 B

Cel de-al doilea element al consolei, respectiv ecranul, este prezentat in figura 4.3. Acesta conține în partea de sus antetul, care afiseaza modurile de operare-selectate: modul de prelucrare în stânga, iar cel de programare în dreapta. Modul activ este afișat în caseta mai mare. Restul ecranului este divizat în 8 câmpuri/butoane:

1. Schimbarea barei de taste soft ale producătorului mașinii unelte;

2. Butoane pentru selectarea comenzilor corespunzătoare tastelor soft;

3. Buton de comutare ecran pentru modul de operare mașină sau programare;

4. Buton de schimbare a barei cu taste soft;

5. Butoane pentru selectarea comenzilor aferente tastelor soft;

6. Buton de schimbare a barei cu taste soft;

7. Stabilirea împărțirii ecranului;

8. Taste soft (acționate prin intermediul butoanelor de la punctele 2 și 5.)

Fig. 4.3. Ecranul consolei iTNC 530 Heidenhain

În cazul lucrării de față, operația se va realiza pe o consolă virtuală (post de programare pentru PC), situație în care funcțiile tastaturii consolei pot fi atribuite tastaturii calculatorului (fig. 4.4), a laptopului (fig. 4.5) sau în cazul ales de mine direct de la tastatura virtuală a programului iTNC 530 (fig. 4.6).

Pentru a programa o funcție TNC se va apăsa CTRL+ALT+funcția.

Fig. 4.4. Echivalarea tastaturii calculatorului pentru programare TNC.

Fig. 4.5. Echivalarea tastaturii laptopului pentru programare TNC.

Fig. 4.6. Tastatura virtuală a programului iTNC 530

4.1. Descrierea funcțiilor tastelor

4.1.1 Tastatura pentru scriere text și programare

Această zonă a tastaturii este activă parțial pentru programarea TNC, ea fiind destinată introducerii datelor în sistemul de programare și operării in Windows (fig 4.7), dacă echipamentul mașinii-unelte permite acest lucru. De aici se pot utiliza tastele:

Q,W,E – au funcția de nume fișiere sau comentarii

G,F,S – programare DIN/ISO

Fig. 4.7. Taste programare DIN/ISO, taste scriere text

4.1.2 Administrare fișiere, calculator, funcție mod, funcție help

Descrierea funcțiilor pe care le îndeplinește fiecare tastă din figura 4.8.

Fig. 4.8. Descrierea tastelor

1 – Selectare, creeare sau ștergere de programe și fișiere, transfer extern de date;

2 – Tastă liberă;

3 – Apelează afișarea mesajelor de eroare;

4 – Afișare calculator ajutător;

5 – Selectează funcția MOD;

6 – Asigură texte de asistență în cazul mesajelor de eroare NC, servește și la apelarea ghidului TCN.

4.1.3. Moduri de operare-programare

Descrierea funcțiilor pe care le îndeplinește fiecare tastă din figura 4.9.

Fig. 4.9. Taste de operare-programare

1 – Modul de operare manuală pentru deplasarea axelor mașinii și stabilirea punctului de referintă;

2 – Roata de mână electronică;

3 – Apelare smarT.NC;

4 – Poziționare introducându-se datele manual;

5 – Rulare program, bloc individual;

6 – Rularea integrală a programului selectat.

4.1.4. Deschiderea dialogurilor de programare

4.1.4.1 Programare mișcări traseu

Pentru întocmirea programelor de prelucrare a pieselor într-un mod cât mai simplu, Heidenhain utilizează așa numitele functii de traseu, prin intermediul lor se definește tipul de deplasare și se introduc parametrii. Acestea pot fi apelate cu ajutorul tastelor pentru deschiderea dialogurilor de programare, care se regăsesc pe panoul de comandă în secțiunea cu numarul 6 din figura 4.2.

In figura 4.10 sunt prezentate tastele de programare a traseurilor:

Fig. 4.10. Taste de programare a mișcării traseului

1 – Apropiere / îndepartare de contur. Dependent de funcția aleasă;

2 – Programare contur liber (Free Contour). Informații cunoscute;

3 – Tastă liberă;

4 – Teșire colț. Lungime fără declarare axă și avans;

5 – Deplasare în linie dreaptă. Coordonatele punctului de capăt;

6 – Cerc definit cu rază. Coordonatele sfarșitului cercului, raza cercului și sensul de rotație;

7 – Rotunjire colț. Raza cercului și avans;

8 – Arc de cerc conectat tangențial la secvență. Coordontele punctului de capăt;

9 – Poziționare centru cerc (coordonate polare). Coordonate;

10 – Cerc definit cu centrul cercului. Coordonatele sfârșitului cercului, raza cercului și sensul de rotație.

4.1.4.2. Repetări de cicluri, subprograme și secțiuni de program. Funcții scule. Funcții speciale

Descrierea funcțiilor pe care le îndeplinește fiecare tastă din figura 4.11.

Fig. 4.11. Taste funcții scule, funcții speciale etc.

1 – Definire cicluri palpator;

2 – Definire cicluri;

3 – Apelare cicluri;

4 – Formulare etichete pentru subprograme de program și repetări ale acestora;

5 – Apelare etichete pentru subprograme, secțiuni de program și repetări ale acestora;

6 – Oprire execuție program;

7 – Definirea datelor sculei așchietoare;

8 – Aplarea sculei așchietoare;

9 – Apelare funcții speciale;

10 – Definire apelare program, selectare origine și tabele de puncte.

4.1.4.3. Funcții smarT.NC

Descrierea funcțiilor pe care le îndeplinește fiecare tastă din figura 4.12.

Fig. 4.12. Taste smarT. NC

1 – Selectare filă următoare pe formular;

2 – Selectare primul câmp de intrare din cadrul anterior / următor.

4.1.5 Taste cu săgeți de navigație

Descrierea funcțiilor pe care le îndeplinește fiecare tastă din figura 4.13.

Fig. 4.13. Taste de navigat

1 – Săgeți de mutare-evidențiere;

2 – Deplasare directă la cicluri, funcții parametru, blocuri.

4.1.6. Introducere, editare numere și selectarea axelor de coordonate, reglare turație/viteză

Descrierea funcțiilor pe care le îndeplinește fiecare tastă din figura 4.14.

Fig. 4.14. Taste numerice, selectare de axe

1 – Selectarea axelor de coordonate sau inserarea lor în program;

2 – Introducerea numerelor în program;

3 – Punct zecimal;

4 – Inversarea semnului algebric;

5 – Tastă liberă;

6 – Salvare poziție curentă sau valori obținute prin calcul pe calculatorul aplicație;

7 – Programare parametru Q;

8 – Stergere intrare sau mesaj de eroare TNC;

9 – Ieșire din dialog, ștergere frază, sau acțiune de program;

10 – Introducere coordonate polare;

11 – Introducere valori incrementale;

12 – Salt peste întrebări, ștergere cuvinte;

13 – Acceptare intrare și continuare dialog;

14 – Încheiere, respectiv ieșire din frază.

Reglarea manuală a turației broșei și vitezei de avans se pot face prin acționarea butoanelor prezentate în figura de mai jos:

Fig. 4.15. Butoane pentru reglarea vitezei de avans și turației broșei

1 – Reglare manuală a turației broșei;

2 – Reglare manuală a vitezei de avans.

4.2. Împărțirea ecranului în diferite moduri de lucru

4.2.1 Prezentarea ecranului în modul de lucru operare-programare

În cele ce urmează voi prezenta pașii, respectiv butoanele ce trebuie acționate pentru împărțirea ecranului in modul de lucru operare-programare:

Prima dată se acționează tasta de comutare ecran pentru modul de operare mașină sau programare , se aplează modul de programare și editare program sau testare program, prin acționarea unuia dintre cele două taste , .

Se acționează tasta ”Stabilirea împărțirii ecranului” , după care se va acționa tasta soft pentru a împărți ecranul în zona pentru programare și zona grafică .

În final se acționează butonul pentru selectare, creere sau ștergere de programe și fișiere de unde se va alege un program existent . Se va deschide prin acționare dublă a butonului M1.

In figura 4.16 este prezentat rezultatul obținut în urma acționării acestor comenzi.

Fig. 4.16. Mod de lucru operare-program

4.2.2 Afișarea ecranului în modul de lucru operare-mașină

Pentru deschiderea modului de lucru operare-mașină se va acționa tasta de comutare ecran pentru a aduce în prim plan secțiunea de ecran care a fost înainte în fundal .

După care se acționează una din tastele care definesc modurile de lucru, prezente în figura de mai jos:

Fig. 4.17. Taste pentru definirea modurilor de lucru

Rezultatul obținut se poate observa în figura ce urmează (fig. 4.18).

Fig. 4.18. Mod de lucru operare-mașină

4.3. Tipuri de fișiere utilizate în cadrul TNC

Sistemul utilizează diferite tipuri de fișiere, in functie de necesitățile impuse de întocmirea programului de prelucrare. În figura 4.19 sunt enumerate și explicate tipurile de fișiere utilizate, fiind menționată și extensia specifică fiecarui tip de fișier.

Fig. 4.19. Tipuri de fișiere acceptate de TNC

4.3.1. Alegerea tipului de fișier

Se va accesa tasta mod de operare program , se apelează vederea de ansamblu a fișierelor , după care programul ne afișează mai multe variante de taste soft, dintre care putem alege varianta pe care o dorim:

Se accesează tasta soft „tipul fișierului” , care conduce la afișarea altor taste soft care conțin tipuri de fișiere, dar și o fereastră de dialog în care poate fi introdus direct denumirea fișierului dorit, în figura 4.20 se poate observa acest aspect.

Fig. 4.20. Alegerea tipului de fișier

4.4. Întocmirea unui program de prelucrare nou

Pentru scrierea de programe este necesar selectarea modului corect de operare, care în acest caz este acela de „Programare și editare”. Pentru a accesa acest mod de lucru, se acționează tasta modurilor de operare .

4.4.1. Taste de conversație

În vederea creeări unui program, este necesară purtarea unei așa zise conversații cu soft-ul mașinii, prin care se confirmă sau se anulează introducerea unor date, ori ștergerea acestora în cazul în care au fost introduse greșit. În figura 4.21 se pot observa tastele de conversație.

Fig. 4.21. Taste de conversație

4.4.2. Creearea unui fișier nou

Creearea unui nou fișier se face prin acționarea tastei pentru ca TNC să afișeze gestionarul de fișiere (fig. 4.22).

Fig. 4.22. Gestionar de fișiere (File management)

După cum se poate observa în figura de mai sus și în cazul TNC, fișierele existente sunt structurate asemănător cu cele de pe un calculator cu sistem de operare Windows.

Se va acționa tasta soft „fișier nou” care va deschide o fereastră de dialog unde se va denumi fișierul (fig. 4.23) împreună cu extensia .I sau .H în funcție de standardul după care va fi întocmit programul de prelucrare după care se va accesa tasta Yes, ulterior sistemul afisând o nouă fereastră de dialog în care se va stabili unitatea de masură dorită, respectiv mm sau inch (fig. 4.23).

Fig. 4.23. Denumire fișier și selectare unitate de masură

După ce a fost selectată unitatea de masură, TNC va lansa automat definirea semifabricatului (fig. 4.24)

Fig. 4.24. Definirea semifabricatului

Primul și ultimul bloc din program sunt generate de către TNC automat și nu pot fi modificate.

4.4.3. Definirea semifabricatului

După ce sa deschis fereastra dialog pentru definirea programului (fig. 4.24), va fi automat inițiată definirea piesei brute din care va fi obținută piesa finită, solicitându-se datele necesare. Acesta se definește întotdeauna sub forma unui cuboid, introducându-se punctele de MIN și MAX (fig. 4.25), care corespund fiecărei axe de referință, raportate la punctul selectat :

Fig. 4.25. Definirea punctelor MIN și MAX

Pentru început, se cere definirea axei broșei, care în cazul exemplului prezentat este axa Z afișată predefint de program. Se confirmă cu tasta ENT.

Introducerea coordonatei minime pe axa X(0). Confirmare cu tasta ENT.

Introducerea coordonatei minime pe axa Y(0). Confirmare cu tasta ENT.

Introducerea coordonatei minime pe axa Z(-40). Confirmare cu tasta ENT.

După ce sa definit punctul minim, se trece la definirea punctului maxim.

Introducerea coordonatei maxime pe axa X(100). Confirmare cu tasta ENT.

Introducerea coordonatei maxime pe axa Y(100). Confirmare cu tasta ENT.

Introducerea coordonatei maxime pe axa Z(0). Confirmare cu tasta ENT.

Piesa brută a fost definită, modul cum este definit semifabricatul în program este ilustrat în fig. 4.26.

Fig. 4.26. Definirea semifabricatului

Modelul frazei este:

BLK FORM 0.1 Z X+0 Y+0 Z-40 MIN: valorile minime ale coordonatelor

BLK FORM 0.2 X+100 Y+100 Z+0 MAX: valorile maxime ale coordonatelor

În cazul în care originea sistemului de coordonate va fi amplasată în alt mod față de exemplul anterior, valorile vor fi definite ca în fig. 4.27 și fig. 4.28.

BLK FORM 0.1 Z X+0 Y-100 Z -40

BLK FORM 0.2 X-100 Y+0 Z+0

Fig. 4.27. Variantă de dispunere a originii

BLK FORM 0.1 Z X-50 Y-50 Z-40

BLK FORM 0.2 X+50 Y+50 Z+0

Fig. 4.28. Variantă de dispunere a originii

4.4.4. Introducere de date referitoare la sculă

4.4.4.1. Apelarea sculei

Pentru introducerea sculei în program se va acționa tasta de apelare a sculei.

Programul va cere următoarele date:

– Numarul sculei, respectiv denumirea acesteia pe care sistemul o afișează între ghilimele;

– Stabilirea axei de coordonate cu care broșa este paralelă: X,Y,Z;

– Turația broșei S

– Raza sculei, valoarea delta DR și lungimea sculei DL. Dacă cota este sub valoarea nominală, se introduce cu semnul minus, dacă cota este peste valoarea nominală, se introduce cu plus.

În fig. 4.29 este prezentat modul de stabilire a sensului pozitiv sau negativ în funcție de valorile deviațiilor față de cota nominală, delta.

De asemenea este impus să se aleagă sensul de rotație cu ajutorul funcției M, alegerea sensului se poate face la stabilirea punctului de pornire a programului.

Deviațiile delta pentru lungime și rază pot avea valori între ±99.999 mm.

Fig. 4.29. Mod de stabilire a sensului

Programul TNC pune la dispoziția utilizatorilor un tabel de scule în care pot fi stocate și definite un numar de pană la 30.000 de scule, împreună cu date referitoare la acestea.

4.4.4.2. Definirea sculei

Pentru prepoziționarea schimbătorului de scule, TNC necesită fraza de definire a sculei, care se apelează prin acționarea butonului de definire a sculei.

Această frază va fi programată imediat după fraza de apelare a sculei.

Viteza de rotație a broșei, S, este dată în rotații pe minut (rpm) intr-un bloc T. Viteza de așchiere în m/min pe care comanda numerică o convertește în turație poate fi definită cu ajutorul formulei:

(4.1)

Unde d este diametrul sculei așchietoare.

4.4.4.3 Editare tabel scule

Pentru a îndeplinii necesitățile de lucru, de multe ori este necesar să se introducă date noi referitor la sculele existente în tabel, care au nevoie de anumite actualizări, astfel comanda numerică să poată executa prelucările în clasa de precizie cerută.

Introducerea de date noi în vederea sculelor se face prin alegerea unuia dintre modurile de operare prezentate în fig. 4.30.

Fig. 4.30. Moduri de operare

Sistemul TNC va deschide modul de operare selectat, afisând tastele soft specifice, de aici se va accesa tasta care deschide tabelul sculelor așchitoare și anume:

După ce sa deschis tabelul de scule se va acționa tasta soft de editare .

Pentru a putea lucra în tabelul de scule, se va seta tasta de editare pe comanda ON apoi se navighează cu tastele săgeată la punctele pe care le dorim și se introduc datele specifice sculei. Toate modificările care se fac devin active doar după ce tasta de editare se trece pe comanda OFF sau după ce se iese din tabel. În fig. 4.31 este prezentată imaginea tabelului de scule pentru editare. Cele mai utilizate câmpuri care se cer completate în tabel sunt următoarele:

NUME: Câmpul în care se introduce denumirea sculei între ghilimele. Fiecare sculă se indentifică printr-un număr între 1 și 30.000. Numele sculei nu poate fi mai mare de 16 caractere. Numărul de scula 0 este definit cu lungimea L=0 și R=0;

L, R, R2: Câmpuri în care sunt definite dimensiunile sculei. Lungimea L va fi întotdeauna introdusă ca valoare absolută, raportată la punctul de referință al sculei;

DL, DR, DR 2: Câmpuri în care se face definirea uzurilor sculei;

LCUTS: Lungimea tăișului sculei;

ANGLE: Unghiul sub care sculei îi este permis să intre în material;

T-ANGLE: Unghiul sculei la vârf.

Fig. 4.31. Editarea tabelului de scule

4.4.4.4. Editarea tabelului cu poziții

Amplasarea sculelor în magazinul de scule este stabilit de tabelul cu poziții. Pentru a accesa tabelul, se alege modul de operare-mașină, prin acționarea tastelor adecvate pentru aceasta, prezentate în fig. 4.30.

Ulterior se va apela tabelul de scule cu ajutorul tastei soft „tool table”, deja cunscută și menționată. După care se accesează tasta soft pentru tabelul de poziții sau buzunare „Pocket Table”.

Din nou se va seta tasta soft ”Editare” pe poziția ON și în acest fel se pot edita pozițiile din tabel, exemplificat și in fig. 4.32.

Fig.4.32. Editarea pozițiilor din tabel

Cele mai importante coloane în cazul tabelului de poziții sunt următoarele:

P: Poziția sculei în magazinul de scule;

T: Numărul rubricii sculei din cadrul tabelului de scule unde este definită;

TNAME: Nume generat automat de TNC;

ST: Scula specială care ocupă în magazinul de scule mai multe buzunare;

F: Număr fix pentru sculă;

L: Scula care are buzunarul blocat.

4.5. Configurarea programelor pentru prelucrarea simplă de contururi

Programarea NC se face în mod consecvent, existând o asemănare în structurarea diferitelor programe, ceea ce duce la întocmirea lor mai rapid dar și la reducerea erorilor. Configurație pentru prelucrare conventională a contururilor:

1. Se apelează scula, se definește axa acesteia și turația broșei.

2. Se retrage scula la înalțimea de siguranță, se stabilește corecția de rază și viteza de avans pentru deplasare liberă .

3. Se prepozitionează scula în planul de prelucrare, în apropierea punctului de inițiere a prelucrării conturului.

4. Se pozitonează scula pe axa broșei deasupra piesei de prelucrat, după care se aduce imediat la adâncimea de prelucrare, stabilindu-se viteza de avans pentru pătrundere. Se pornește broșa și dacă este necesar, agentul de răcire.

5. Se execută deplasarea la contur și se stabilește viteza de avans de lucru.

6. Se prelucrează conturul.

7. Se părăsește conturul.

8. Se retrage scula la inălțimea de siguranță, se oprește brosașsi agentul de răcire și se termină programul

4.6. Compunerea unei fraze

În cadrul programului Heidenhain fazele se compun după modelul din figura următoare (fig. 4.33):

Fig. 4.33. Compunerea unei fraze în programul Heidenhain

4.7. Introducerea vitezei de avans

Viteza de avans F reprezintă viteza de deplasare a centrului sculei, ea fiind dată în mm/min sau inch/min. Aceasta poate fi introdusă atât în blocul T cât și în oricare bloc de poziționare. O viteză de avans introdusă ca și valoarea numerică, rămâne valabilă până în momentul în care se ajunge la o frază în care este definită viteza de avans cu o altă valoarea. Aceasta poate fi întrodusă în diferite moduri. Când opțiunea pentru introducerea vitezei de avans este activă, se activează tastele soft pentru variantele de introducere a avansului, prezentate în figura 4.34.

Fig. 4.34. Taste soft pentru variantele de introducere a avansului

Descrierea tastelor:

F MAX: Comandă deplasarea cu avans rapid F MAX, având efect numai după fraza respectivă;

F AUTO: Se apelează avansul care a fost programat in fraza TOOL CALL;

F: Reprezintă avansul

FT: Cu această comandă se definește un timp de parcurgere a traseului programat, în secunde. Acesta poate fi cuprins între 0.001 și 999.999 secunde. Are efect doar după frază.

FMAXT: Se definește ca în cazul anterior.

FU: Reprezintă avansul pe rotație, având ca unitate de masură mm/rot sau inch/rot. Traspunerea sa face cu formula: F = FU * n, unde F este avansul iar n, turația.

FZ: Reprezintă avansul pe dinte, unitatea de masură fiind dată în mm/dinte sau inch/dinte. Numărul de dinți trebuie să fie definit în rubrica CUT a tabelului de scule. Transpunerea se face după formula: F = FZ * ZZ * n, unde F este avansul, ZZ numărul de dinți iar n, turația.

4.8. Funcția auxiliară M

Pentru întocmirea programului este necesar să se apeleze la funcțiile auxiliare, care gestionează funcționarea mașinii, ele fiind normate conform DIN 66 025. Cele mai importante sunt prezentate în cele ce urmează:

M0 Rularea programului, broșa și agentul de răcire vor fi oprite;

M1 Oprire opțională program, broșa și agentul de răcire vor fi oprite (în funcție de mașină);

M2 Rularea programului, broșa și agentul de răcire vor fi oprite. Afișare stare Eliberat (în funcție de parametrul mașinii), salt la blocul 1;

M3 Broșă pornită în sens orar;

M4 Broșă pornită în sens antiorar;

M5 Oprirea broșei;

M6 Schimbarea sculei, oprire rulare program, respectiv broșă;

M8 Agent de răcire pornit;

M9 Agent de răcire oprit;

M13 Broșă pornită în sens orar, agent de răcire pornit;

M14 Broșă pornită în sens antiorar, agent de răcire pornit;

M89 Funcție auxiliară vacantă;

M90 Viteză de conturare constată la colțuri, doar în modul condus;

M91 În blocul de poziționare; coordonatele sunt raportate la originea mașinii;

M92 În blocul de poziționare; coordonatele sunt raportate la poziția definită de producătorul mașinii, spre exemplu poziția de înlocuire a asculei;

M94 Reduce valoarea afișată a axei rotative sub 360°;

M97 Pași mici la prelucrarea conturului;

M98 Prelucrarea completă a contururilor deschide;

M99 Apelare ciclu pe blocuri.

Capitolul 5. OBȚINERA PROGRAMULUI DE PRELUCRARE PENTRU REPERUL ”PRISMĂ” PRIN PROGRAMARE DE LA CONSOLĂ PE iTNC 530

5.1. Obținerea programului de prelucrare pentru reperul ”Prismă”

În primul rând se va obține modelul 3D a reperului ”prismă” cu ajutorul unui program CAD, programul folosit în cazul de față este CATIA V5 R19. Modelul 3D al reperului este prezentat în figura 5.1.

Fig. 5.1. Modelul 3D al reperului ”prismă”

După realizarea modelului 3D se va întocmi desenul de execuție tot prin intermediul programului CATIA. Desenul de execuție este prezentat în figura 5.2.

Fig. 5.2. Desenul de execuție

În urma realizării desenului de execuție se va face o analiză asupra piesei și se va iniția elaborarea programului de prelucrare.

Pentru început se va creea un fișier nou în directorul TNC care va avea titlul ”Reper prismă”, stabilindu-se unitatea de măsură [mm]. Sistemul va comuta automat în modul de ”Programare editare”, afișând fraza de început a programului, care conține denumirea fișierului și unitatea de măsură, fraza de sfârșit conținând aceleași elemente dar și inițierea definirii semifabricatului (BLK FORM), frază activă după cum se poate observa în figura 5.3.

Fig. 5.3. Definirea semifabricatului BLK FORM

Apoi se va definii axa sculei (Z) și se vor stabili punctele de maxim și minim pentru semifabricat, după care în fraza următoare se va apela scula așchietoare, se va confirma axa sculei și se stabilește viteza de rotație a broșei.

În cadrul frazei 4 se comandă retragerea sculei la înălțime de siguranță cu avans maxim, compensare razei va fi zero. În figura 5.4 se observă toate frazele descrise mai sus:

Fig. 5.4. Puncte de maxim și minim, apelarea sculei, retragerea sculei

În figura de mai jos se poate observa 3D semifabricatul după ce a fost definit:

Fig. 5.5. Semifabricatul definit

În cele ce urmează se vor scrie frazele de program necesare pentru efectuarea găurilor.

În prima fază se apelează definirea ciclului 200 găurire (CYCL DEF 200 DRILLING), unde se vor stabilii următoarele: prescriere degajare, adâncimea găurii, viteza de avans pentru pătrundere, adâncimea de pătrundere, temporizare la vârf, coordonată de suprafață, a 2-a prescriere de degajare, temporizare la adâncime. În figura 5.6 se pot observa frazele de program necesare efectuării găurilor:

Fig. 5.6. Definirea ciclului 200 găurire (CYCL DEF 200 DRILLING)

După ce sa definit ciclul 200 de găurire, se vor introduce coordonatele găurii celei mai apropiate de originea axelor X și Y, respectiv bazei de cotare, se vor introduce coordonatele pentru toate cele 3 grupuri de găuri. Deplasarea sculei la coordonatele găurii se va face cu avans maxim (FMAX), compensare rază = 0 (R0) și se va comanda pornirea broșei prin funcția auxiliară (M3). Se va apela subprogramul pentru grup (CALL LBL 1) de fiecare dată după ce au fost introduse coordonatele găurilor dintr-un grup.

În fraza 12 se va comanda sfârșitul programului la înălțime de siguranță cu avans maxim, compesare rază = 0 și se va comanda oprirea broșei prin funcția auxiliară (M2).

Se va iniția începutul subprogramului 1 pentru grupul de găuri (LBL 1), după care se va apela ciclul 200 al găurii, definit deja, după cum se poate vedea în fig. 5.6.

Se pot observa frazele în cele ce urmează (fig. 5.7):

Fig. 5.7. Introducerea coordonatelor, apelarea subprogramului pentru grup

După ce a fost inițiat începutul subprogramului 1 se va face deplasarea incrementală pentru fiecare poziție a găurilor dintr-un grup, cu avans maxim, raza de compensare 0 și apelarea ultimului ciclu definit prin funcția auxiliară M99.

În final se comandă sfărșitul subprogramului 1 (LBL 0).

Frazele pot se pot observa în figura de mai jos (fig. 5.8):

Fig. 5.8. Deplasarea incrementală și finalizarea subprogramului 1

Odată ce a fost realizată programarea prelucrării, programul iTNC 530 permite simularea grafică de prelucrare. În figurile de mai jos este evidențiat traseul pe care scula îl urmează în procesul de prelucrare (fig. 5.9) dar și imaginea tridimensională a piesei obținută (fig. 5.10).

Fig. 5.9. Traseul sculei

Fig. 5.10. Simularea obținută

Capitolul 6. DETERMINAREA COSTURILOR DE FABRICAȚIE PENTRU REPERUL “PRISMĂ”

6.1. Considerații asupra alegerii unei mașini-unelte cu CNC

Având în vedere că multe companii tind să achiziționeze mașini cu comandă numerică luând ca și criteriu de bază numai costul acestia, de multe ori acest aspect ar putea afecta pe termen lung eficiența companiei. În cele ce urmează voi detalia cum ar trebuii facută alegerea în vederea achiziționării unei mașini unelte cu comandă numerică și dece este important ca aceasta să fie aleasă și pe baza altor criterii, nu doar cel al costului de achiziție.

Dacă achiziția se va face urmărind criteriile enumerate mai jos, cumpăratorul va avea un câștig mai mare decât diferența de preț a mașinii.

În primul rând achiziționarea unei mașini cu comandă numerică pentru orice cumpărător trebuie să fie un pas pentru viitor dar mai ales o invetiție de lungă durată.

Criteriile importante pe care ar trebuii să le aibă în vedere un invesților la achiziționarea unei mașini unelte cu comandă numerică sunt:

6.1.1. Firma producătoare

Spre exemplu în România se vând mașini-unelte cu comandă numerică produse de câtre firme cu vechime și de top pe plan mondial, dar și de firme începătoare în producția CNC.

Mașinile-unelte de înaltă tehnologie înseamnă fiabilitate pe termen lung, productivitate și lipsa problemelor în procesul de fabricație. Locul unde a fost fabricată mașina are de asemenea o influență asupra tehnologiei și fiabilității. Faptul că mașinile-unelte fabricate în Japonia cu materiale și componente japoneze, spre exemplu sunt mai fiabile decât mașinile fabricate în Taiwan, cu materiale și manoperă taiwaneză.

Alegerea mașinii-unelte în funcție de originea producției este și ea importantă, pentru că în multe cazuri producătorul alege să fabrice componente ale produsului final în țările low-cost, respectiv unde forța de muncă este foarte ieftină, reducând prețul de vânzare al mașinii-unelte și evident reducându-se astfel și calitatea acestia. Toate aceste detalii se pot afla de la dealer-ul local al producătorului.

6.1.2. Dealer-ul, respectiv reprezentatul și serviciile oferite de acesta

După ce o mașină-unealtă a fost achiziționată aceasta poate să fie folosită la capacitate optimă numai dacă există o legătură foarte bună între utilizator și dealer. Serviciile pe care le oferă un dealer trebuie să fie pe toate planurile: servicii de instalare, instruire, service, pe care le acordă standard majoritatea dealerilor, cât și servicii de asistență tehnică la introducerea în lucru a reperelor pe mașina unealtă, dar și asistență în alegerea sculelor necesare.

Introducerea unei mașini-unelte cu comandă numerică înseamnă schimbare de achiziții, de concepție managerială și de control.

După introducerea unei mașini-unelte cu comandă numerică, sistemul de management se confruntă cu cu trecerea la o producției cu oameni puțini, crescând cantitate de produse obținue într-un timp scurt. Cu alte cuvinte, forța de muncă trebuie reorganizată.

6.1.3. Adaptarea modului solicitat la cerințele firmei

Odată ce s-a făcut alegerea în privința firmei producătoare și a dealar-ului, se va acorda o atenție sporită modelului și configurației mașinii-unelte alese. Acest lucru este foarte important pentru a se ajunge la soluția cea mai eficientă pentru reperele care vor fi produse ulterior cu mașina-unealtă.

6.1.4. Productivitatea

Acesta este cel mai important criteriu în alegerea mașinii-unelte cu comandă numerică, luând în considerare faptul că mașina-unealtă aleasă se achiziționează pentru un termen lung și atunci productivitatea ei va influența firma ani de zile.

Spre exemplu o diferență de productivitate de 10 – 15 % între două mașini-unelte, pe o perioadă de 5 ani, poate aduce pierderi de sute de mii de euro în cazul mașinii-unelte cu productivitatea mai redusă. Aceste diferențe de productivitate se observă în diferențele de tehnologie pe care MU le folosesc, influențând astfel timpul de producției al reperului cât și consumul de scule, care se mărește din cauza timpului de așchiere.

6.1.5. Investiția

Investiția reprezintă suma de bani scoasă din bugetul firmei sau finanțată prin leasing/credit pe o perioadă, în medie, de 5 ani. Această sumă va fi rambursată în acest termen și devine o parte din costurile reperului, care de asemenea se adaugă la costurile de producție.

Compararea mașinilor-unelte trebuie făcută pe baza costurilor totale de producție pe un anumit reper, pentru că, în foarte multe cazuri, o investiție mai mare este mai rentabilă raportată la o reducere de costuri.

Scopul acestor criterii este ca, la final, câștigul investitorului să fie cât mai mare.

6.2. Determinarea costurilor de fabricație pentru reperul “Prismă” în producție unicat

6.2.1. Norma de timp pe tehnologia clasică

Calculul normei de timp pentru reperul “Prismă” se va face pentru operațiile de găurire, respectiv a celor 12 găuri cu dimensiunile Φ6 x 10 mm.

6.2.1.1. Stabilirea adaosului de prelucrare

În acest caz adaosul de prelucrare pe rază este:

6.2.1.2. Alegerea sculei așchietoare

Se va folosi un burghiu elicoidal cu coadă conică, cu diametrul D = 6 mm din oțet rapid.

Unghiurile recomandate: ω = 30°; 2x = 116°; α = 10°. [1, pag. 235, tab. 9.93]

6.2.1.3. Alegerea regimului de așchiere

Adâncimea de așchiere:

Adâncimea de așchiere va fi chiar adaosul de prelucrare pe rază:

Avansul de așchiere:

Pentru diametrul burghiului D = 6 mm, la prelucrarea oțelului cu 𝛿 = 50 daN/ se recomandă s = 0,13…0,22 mm/rot. [1, pag. 237, tab. 9.98]

Se alege din caracteristicile mașinii-unelte:

s = 0.22 mm/rot [1, pag. 274, tab. 10.3]

Durabilitatea economică și uzura admisibilă a sculei așchietoare:

Pentru burghiul elicoidal cu diametrul D = 6 mm se recomandă:

= 12 min (durabilitatea economică) [1, pag. 239, tab. 9.113]

= 1,2 mm (uzura) [1, pag. 242, tab. 9.116]

Viteza de așchiere:

Pentru diametrul D = 6 mm și s = 22 mm/rot, se recomandă

v = 27,4 m/min [1, pag. 244, tab. 9.121]

Coeficienții de corectie sunt:

= 1,0 funcție de starea materialului (OL50); [1, pag. 244, tab. 9.121]

= 1,0 funcție de adâncimea găurii (10 mm); [1, pag. 244, tab. 9.121]

= 1,1 funcție de rezistența materialului (50 daN/mm2). [1, pag. 244, tab. 9.121]

Rezultă

Se determină în continuare turația sculei așchietoare:

Se alege din gama de turații a mașinii-unelte:

[1, pag. 274, tab. 10.3]

Viteza de așchiere reală va fi:

6.2.1.3. Stabilirea normei tehnice de timp

Se va alege timpul operativ incomplet, în funcție de diametrul sculei și de lungimea de prelucrat:

[1, pag. 309, tab. 11.43]

unde K se calculează cu relația:

[1, pag. 69, rel. 5.4]

pentru oțel laminat; [1, pag. 309, tab. 11.43]

pentru gaură străpunsă; [1, pag. 309, tab. 11.43]

în funcție de turație; [1, pag. 309, tab. 11.43]

. [1, pag. 309, tab. 11.43]

[1, pag. 336, tab. 11.77]

Deci, , iar

Se alege timpul ajutător pentru prinderea și desprinderea piesei:

; [1, pag. 340, tab. 11.78]

[1, pag. 69, rel. 5.5]

Se aleg următorii timpi: [1, pag. 343, tab. 11.81]

– timpul de pregătire-încheiere,

– timpul de deservire,

– timpul de odihnă și necesități firești:

Timpul normat pe operație va fi:

[1, pag. 69, rel. 5.6]

6.2.2. Norma de timp pe tehnologia cu comandă numerică

În cazul tehnnologiei cu comandă numerică, norma de timp se poate afla foarte ușor datorită faptului ca programul de simulare calculează automat acest lucru.

După cum se poate observa și în figura 6.1, norma de timp pentru tehnologia cu comandă numerică este:

Fig. 6.1 Norma de timp pe tehnologia cu comandă numerică

În concluzie, economia de timp pe bucată se poate calcula astfel:

(norma de timp pe tehnologia veche)

(norma de timp pe tehnologia CNC)

6.2.3. Cheltuielile cu retribuția directă pe operație cu tehnologia clasică

K = CAS+CASS+CFS+CFR+CECM = 32.5 %

CAS – contribuția angajatorului la Asigurările Sociale;

CASS – contribuția angajatorului la Asigurările Sociale de Sănătate;

CFS – contribuția angajatorului la Fondul de Somaj;

CFR – contribuția angajatorului la Fondul de Risc;

CECM – comision plătit de angajator pentru evideța carți de muncă.

, se poate calcula astfel:

Salarizarea lunară pentru muncitor va fi calculată la 2300 lei.

6.2.4. Cheltuielile cu retribuția directă pe operație cu tehnologia CNC

În concluzie, economia pe manoperă directă pe bucată este următoarea:

6.2.5. Costul de producție final pe întreprindere

Acesta se poate calcula cu formula:

Costul materialului, M = 728,42 lei/mp, tablă cu grosime de 30 mm.

6.2.5.1. Costul de producție final pe întreprindere pentru tehnologia clasică

6.2.5.2. Costul de producție final pe întreprindere pentru tehnologia cu CNC

Spre exemplu, în cazul unei producții de serie mică pentru reperul ”Prismă”, care are dimensiunile 100 x 100 x 20 mm, dintr-un metru pătrat de tablă cu grosime de 30 mm, se pot obține 98 repere.

Pentru tehnologia clasică costul total va fi:

Pentru tehnologia CNC costul total va fi:

În concluzie economia întreprinderii pentru fabricarea a 98 repere, va fi:

Această diferență de cost se datorează timpului necesar prelucării piesei, pentru tehnologia clasică timpul necesar fiind mult mai mare față de tehnologia cu comandă numerică.

Se poate observa că, ca și timp de lucru, realizarea reperului cu tehnologia CNC este mult mai profitabil decât realizarea lui pe o mașină-unealtă clasică.

Ca și cost a mașinilor-unelte, o MUCN poate fi de până la 10 ori mai scumpă decât o MU clasică.

Pentru a stabili dacă este rentabilă achiziționarea unei MUCN, se pot realiza studii mai elaborate care cuprind calcule ce determină dacă merită să investească pe termen lung intr-o mașină-unealtă cu comandă numerică.

CONCLUZII

În urma calcului normelor tehnice de timp în cazul fabricării reperului ”Prismă” cu comandă numerică, dar și pentru tehnologia clasică, se pot trage anumite concluzii economice. Dacă se ia în considerare fabricarea reperului în producție unicat, diferența de costuri pentru fabricarea reperului la ambele tehnologii, clasică și CNC nu este justificabilă, deoarece diferența de timp de fabricare este relativ mică. Cu toate acestea, dacă se ia în considerare fabricarea reperului in serie mare, atunci se poate vorbi despre o diferență de costuri care justifică folosirea tehnologiei CNC.

Acest lucru se datorează faptului că la tehnologia CNC timpul de fabricare a unui număr mai mare de piese este mult mai mic datorită faptului ca odată ce a fost creat programul de execuție a reperului, acesta se poate salva și folosi de câte ori este necesar, fără a fi nevoie să se introducă de fiecare dată parametrii de lucru. În cazul tehnologiei clasice, operatorul uman este nevoit să introducă parametrii de lucru de fiecare dată după ce a montat piesa pe mașina-unealtă.

BIBLIOGRAFIE

[1] Vlase A., ș.a, Regimuri de așchiere, adaosuri de prelucrare și norme tehnice de timp vol I și II, Editura Tehnica, București 1983

[2] Heidenhain, Manualul utilizatorului, format convețional HEIDENHAIN iTNC 530, 2016

[3] Buzaș Francis Andrei, Heidenhain iTNC 530. Obținerea programului CNC prin programare de la consolă, Universitatea din Oradea 2014

[4] Abrudan I.,(coordonator), Bungău C., ș.a., Manual de Inginerie Economică. Managementul și ingineria sistemelor de producție, Editura Dacia, Cluj Napoca, 2002.

[5] Bungău C., Ingineria Sistemelor de producție, Editura Universității din Oradea, Oradea, 2005

[6] Țuțurea M., (coordonator), Bungău C., s.a. Manual de inginerie economică. Planificare și organizarea facilităților, Editura Dacia, Cluj-Napoca 2000

[7] https://forestierbistrita.wikispaces.com/Comanda+numerica

[8] http://www.fanuc.eu/ro/ro/cnc/controlere

[9] http://www.heidenhain.com/en_US/documentation/manuals/

[10] https://www.siemens.com/global/en/home/products/automation.html

[11] https://ro.wikipedia.org/wiki/Programarea_ma%C8%99inilor-unelte_cu_comand%C4%83_numeric%C4%83

[12] https://academy.3ds.com/en/software/catia-v5-student-edition